高中生物第3章基因的本质第3节DNA的复制课件（新人教版必修2）

第3节 DNA的复制 第3章 基因的本质 •北京奥运会会徽“中国印 舞动的北京” 怎样将这枚会徽复制成两个完 全一样的印章？ 问题探讨 何谓DNA的复制？ 所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合 成子代DNA的过程，1DNA→2DNA    新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子 吗？ 最早提出的DNA复制模型有三种； 一、对DNA复制的推测 2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它 在新DNA中出现的情况。 1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？ 只能用实验来证明。 探究 DNA分子复制方式 实验设计 关 键 区别亲子代DNA 实验方法 同位素示踪法 15N 14N ——密度大 ——密度小 实验材料 大肠杆菌 将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长 密度梯度离心法 分析： 1、离心处理后，为什么子一代DNA只有杂和 链带？ 2、子二代DNA出现了轻链带和杂和链带，说 明了什么？ DNA半保留复制 二、DNA分子半保留复制的实验证据 有人认为DNA复制就复印材料一样， 一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。 这种说法对不对，为什么？ 1DNA→ 2DNA单链（母） →（母链十子链）＋（母链十子链） → 子 DNA ＋ 子DNA → 2DNA 与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的 DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA 也不存在。 三、DNA分子复制的过程及其特点 1.场所： 2.时间： 3.条件: 细胞核(主)、线粒体、叶绿体 细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂) (1)模板：解旋的DNA两条单链 (2)原料：脱氧核苷酸 (3)能量：ATP (4)酶：解旋酶、DNA聚合酶 A A T T G G G G C C C A T C DNA 平 面 模 式 图 DNA 复 制 过 程 A A T T G G G G C C C A T C A G C T C G T 游离的 脱氧核苷酸 与复制 有关的酶 注意，此处 氢键将被打开！ A A T T G G G G C C C A T C C A G T C G T 在酶的催化下 氢键已被打开 DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下， 把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。 A A T T G G G G C C C A T C C A G T C G T 亲代DNA的 一条链作为模板 A A T T G G G G C C C A T C C T A G T C G 还未解旋 刚解旋 所以DNA复制特点之一是:通过碱基互补 配对脱氧核苷酸 结合到母链上正在复制边解旋边复制 A A T T G G G G C C C A T C A A T T G G G G C C C A T C 一条子代 DNA 另一条 子代DNA 形成两条完全相同的子代DNA 4.特点: (1)边解旋边复制 (2)半保留复制 加快复制速度，减少DNA突变 可能 保证了复制的准确进行 5.“准确”复制的原理： （1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 6.意义： 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 ★时间：有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期 ★过程： 解旋 合成子链 模板：亲代DNA提供 原料： 原则： 条件： 游离的脱氧核苷酸 碱基互补配对原则 能量: 酶: ★特点： 边解旋边复制 半保留复制 ★意义： 保持前后代遗传信息的连续性 复旋 DNA的复制课堂小结 ATP 解旋酶、DNA聚合酶 第一代 第二代 第三代 第四代 无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条 １)DNA个数: 2n（n=复制次数） 2）含母链的DNA数量及比例 2 2ｎ 2 2n×2 3）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比 4）复制n次消耗原料的量： a（２ｎ－１） 思维拓展 ［2019·高二考试］下图表示DNA 复制的过程。结合图示判断， 下 列有关叙述错误的是 （  ） A. DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA 双链间的氢键，使两条链解开 B. DNA 分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反 C. DNA 分子的复制需要DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA 片段 D. DNA 分子复制形成的两条子链都是连续合成的 典型例题 【解析】DNA 复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA 双链之间 的氢键，使两条链解开，A 项正确；由题图可知，DNA 分子的复制具有双 向进行的特点，生成的两条子链的方向相反，B 项正确；DNA 分子的复制 需要DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA 片段，C 项正确；由题图可 知，DNA 分子的两条子链中，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不 连续的，D 项错误。 【答案】D 1. ［2019·天津高三期末］下列关于DNA 分子复制过程的叙述，正确的 是 （  ） A. DNA 分子在全部解旋之后才开始复制 B. 解旋后以同一条链为模板合成两条新的子链 C. 在复制过程中需要的原料是脱氧核苷酸 D. 在解旋酶的作用下将DNA 水解成脱氧核苷酸 当堂检测 【解析】DNA 分子复制是边解旋边复制，而不是在全部解旋之后才开始复制，A 项错误；解旋后分别以两条链为模板合成两条新的子链，两条子链分别与两条 母链形成两个DNA 分子，B 项错误；DNA 复制过程中所需的原料是脱氧核苷酸， C 项正确；在解旋酶的作用下可将DNA 分解成两条脱氧核苷酸链，而将DNA 水 解成脱氧核苷酸的是DNA 水解酶，D 项错误。 【答案】C 2. ［2019·山东日照高三期末］下图为DNA 分子的复制方式模式图，图中 “→”表示复制方向。下列叙述错误的是 （  ） A. 由图可知，DNA 分子复制为多起点双向复制 B. 除图示中的酶外，DNA 分子复制还需DNA 聚合酶和DNA 连接酶等 C. DNA 分子复制时，两条子链的合成方向是相反的 D. 解旋含G—C 碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多 【解析】 由图可知，DNA 分子复制为单起点双向复制，A 项错误；图示解旋酶能 打开双链间的氢键，使双链DNA 解开，需要消耗ATP，DNA 聚合酶将单个 脱氧核苷酸连接成DNA 片段，将DNA 片段连成完整的子链需要DNA 连接 酶， B 项正确；DNA 分子的两条链是反向平行的，而复制的时候只能从 子链的5′端向3′端延伸，所以两条子链的合成方向相反，C 项正确；G —C 碱基对含有三个氢键，A—T 碱基对含有两个氢键，故解旋含G—C 碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多，D 项正确。 【答案】A 3.用15N 标记含有100 个碱基对的DNA 分子，其中有胞嘧啶60 个。该DNA 分 子在含14N 的培养基中连续复制 4 次，下列结果正确的是（   ） A. 含14N 的DNA 占100% B. 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640 个 C. 含15N 的链占1/8 D. 子代DNA 分子中嘌呤与嘧啶之比是2 ∶ 3 【解析】在含14N 的培养基中连续复制4 次，得到24=16 个DNA 分子，32 条 链，其中含14N 的DNA 占100%，含15N 的链有2 条，占1/16，A 项正确，C 项 错误；根据已知条件， 每个DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有（100×2- 60×2） ÷2=40 个，复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 40×（24-1）=600 个，B 项错误；每个DNA 分子中嘌呤数和嘧啶数相等，两 者之比是1 ∶ 1，D 项错误。 【答案】A 4.［2018·浙江4 月选考］某研究小组进行“探究 DNA 的复制过程”的活动，结果如下图所示。其中培 养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl 或15NH4Cl，a、b、c 表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA 离心后在离 心管中的分布位置。下列叙述错误的是 （  ） A. 本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B. a 管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl 的培养液中培养的 C. b 管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA 都是15N- 14N-DNA D. 实验结果说明DNA 分子的复制方式是半保留复制 【解析】 本活动中使用了14N 和15N，即采用了同位素示踪技术，3 个离心管中的 条带需经密度梯度离心，A 项正确； a 管中只有重带，即15N-15N-DNA， 表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl 的培养液中培养的，B 项错误；b 管中只有中带，即DNA 都是15N-14N-DNA，C 项正确；c 管中1/2 为中带 （15N-14N-DNA），1/2 为轻带（14N-14N-DNA），综合a、b、c 三支管可 推测，a 管中为亲代DNA ：15N-15N-DNA，b 管中为复制一代后的子代DNA ：15N-14N-DNA，c 管中为复制两代后的子代DNA ：1/215N-14N-DNA、 1/214N-14N-DNA，说明DNA 分子的复制是半保留复制的，D 项正确。| 【 答案】B